Tuleje cylindrowe najczęściej są typu mokrego. Tuleje cylindrowe mokre osadzane są w kadłubie silnika tak, że woda lub inny czynnik chłodzący silnika przepływa bezpośrednio obok tulei. Tuleje takie mają stosunkowo grube ścianki a osadzone są zwykle suwliwie tylko w dolnej części kadłuba. Od góry podparte są o ścianki kadłuba i dociskane przez głowicę silnika.
Przy zakładaniu wymiennych tulei mokrych do kadłuba silnika szczególną uwagę należy zwrócić na uszczelnienie tulei w dolnej części oraz ustawienie wszystkich tulei na dokładnie jednym poziomie płaszczyzny przygłowicowej.
Występują także tuleje typu suchego. Tuleje cylindrowe suche charakteryzują się małą grubością ścianek wynoszącą od 1,5 do 4,5 mm. Są stosowane między innymi w silnikach Perkins AD3.152, 4.236 i 4.248 montowanych w ciągnikach marki URSUS (255, 235, 2812, 3512, 4512, 4514, 5314).
Główną cechą, która charakteryzuje każdą tuleję cylindrową, jest duża trwałość ich gładzi. Dla dobrej współpracy tulei z tłokiem, średnica wewnętrzna musi być wykonana bardzo dokładnie, zarówno co do wymiaru (owal, stożek, falistość), jak i gładkości. Najlepszą obróbką wykańczającą jest honowanie otworu tulei cylindrowej. Te parametry i wysoką trwałość eksploatacyjną spełniają tuleje produkowane przez firmę MAHLE w Krotoszynie.
W zależności od metod produkcyjnych i wymaganej dokładności stosuje się selekcje na dwie lub trzy grupy selekcyjne. Na zewnętrznej powierzchni bocznej tulei wybite są znaki i cyfry, które informują o właściwym doborze tulei podczas montażu. Te same informacje zawarte są również na opakowaniu kartonowym, w którym zapakowane są wszystkie części składowe zestawu.
Gładź tulei cylindrowych w wyniku eksploatacji ulega zużyciu na skutek intensywnego tarcia tłoków i pierścieni, chemicznego oddziaływania spalin, dużych nacisków i wysokiej temperatury gazów.
Wypracowanie gładzi cylindrów może być następstwem normalnego zużycia eksploatacyjnego, które następuje zazwyczaj po przepracowaniu powyżej 5000 mth, lub też w wyniku przyśpieszonego zużycia wskutek: niedostatecznego smarowania, stosowania niewłaściwego oleju, nieprzestrzegania okresowego uzupełniania i wymiany oleju, nieprzestrzegania przepisów dotyczących docierania silników, złej filtracji powietrza zasysanego do cylindrów, przechłodzenia silnika oraz niewłaściwego rozruchu.
Największe ubytki materiału występują na wysokości pierwszego pierścienia uszczelniającego w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału korbowego tj. w pobliżu GMP. Jest to spowodowane największymi naciskami, najwyższą temperaturą i najsłabszym smarowaniem występującym w tym miejscu.
Często możliwe jest zupełnie normalne użytkowanie silników wykazujących zużycie gładzi cylindrowej dochodzące do 0,30 mm przy średnicach cylindrów do 75 mm lub nawet do 0,40 mm przy większych średnicach cylindrów. Jedynymi niekorzystnymi zjawiskami, które czasami mogą wówczas wystąpić jest nieznaczne zmniejszenie ciśnienia sprężania, zwiększona hałaśliwość, utrudniony rozruch.
Erozja – kawitacja tulei cylindrowych
Naprawiający silniki bardzo często napotykają na tuleje cylindrowe o mocno zniszczonych powierzchniach. Diagnoza brzmi: uszkodzenie kawitacyjne – zwane też pittingiem (lub zużyciem wykruszającym). Co powoduje takie zniszczenie? Co może zrobić aby go uniknąć?
Tuleje cylindrowe mają jedną wspólną cechę: są to tzw. mokre” tuleje, które podczas pracy otoczone są chłodziwem. W tym rozwiązaniu konstrukcyjnym, wytwarzane ciepło spalania jest skutecznie odprowadzane poprzez wymiennik ciepła.
Jak wygląda uszkodzenie kawitacyjne?
Przy tego rodzaju uszkodzeniu można zauważyć, iż wżery znajdują się głównie w miejscu górnego i dolnego martwego punktu tłoka. Pojawienie się takich wżerów lub erozji nazywamy uszkodzeniem kawitacyjnym.
Czym jest kawitacja? Jak powstaje na tulei cylindrowej?
Kawitacja – zjawisko to spowodowane jest wahaniami ciśnienia, które w silnikach spalinowych powodowane są ruchami tłoków. Wibracje te przenoszone są na otaczający płaszcz wodny, który następnie wprowadzany jest w stan drżenia. Kiedy ścianka cylindra cofa się w cyklu wibracji, w chłodziwie tworzy się próżnia i powstają tam pęcherzyki pary. Kiedy czynnik chłodzący przekazuje ruch wibracyjny, pęcherzyki pary “wysadzają” pojedyncze atomy z powierzchni tulei cylindrowej, czego skutkiem jest korozja wgłębna.
Uszkodzenie kawitacyjne czy zwykła korozja – jak je rozpoznać?
Uszkodzenia kawitacyjne charakteryzują się dwoma cechami:
1. Wżery znajdują się tylko na powierzchniach tulei stykających się bezpośrednio z chłodziwem.
2. W przeciwieństwie do zwykłej korozji, wżery zwiększają swoją powierzchnię w miarę wchodzenia w głąb materiału.
Ten rodzaj wydrążania (erozja) powoduje, iż ścianka cylindra może zostać zupełnie przedziurawiona – aż do przedostania się chłodziwa do cylindra.
Wyciek w układzie chłodzenia/brak odpowiedniego nadciśnienia
W typowych warunkach pracy, w układzie chłodzenia wytwarzane jest ciśnienie, które zmniejsza tendencję do tworzenia się pęcherzyków pary. Nawet nieszczelny korek chłodnicy utrudnia powstanie nadciśnienia i może być przyczyną powstawania uszkodzeń kawitacyjnych w tulejach cylindrowych. Podobnie, uszkodzone termostaty mogą spowodować obniżenie temperatury silnika w takim stopniu, kiedy w układzie chłodzenia nie będzie mogło wytworzyć się nadciśnienie.
Praca silnika w niższym zakresie temperatur
Uszkodzenia kawitacyjne zaobserwowano głównie w silnikach pracujących w niższym zakresie temperatur (50-70oC). Przy wyższych temperaturach (90-100oC), podwyższone ciśnienie wody zapobiega kawitacji parowej.
“
